基于DEFORM的三維多晶體材料微結(jié)構(gòu)的有限元分析.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，有限元分析越來越成為CAD軟件不可或缺的一部分。有限元理論、方法以及相關(guān)軟件的飛速發(fā)展，對(duì)材料微觀組織結(jié)構(gòu)的有限元分析提供了強(qiáng)有力的支持。對(duì)材料的微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元仿真分析，進(jìn)而推演以及預(yù)測(cè)材料的宏觀力學(xué)及物理性能，在國外已經(jīng)是一種通用的做法。 DEFORM-3D是一套基于工藝模擬的有限元系統(tǒng)，專門用于分析各種金屬成形過程中的三維（3D）流動(dòng)，提供極有價(jià)值的工藝分析數(shù)據(jù)，以及有關(guān)成形過程中

2、的材料和溫度流動(dòng)。本文完成的主要工作如下： 以大型商用有限元軟件DEFROM-3D作為計(jì)算平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)DEFORM-3D的前處理程序進(jìn)行二次開發(fā)，建立了由海量晶粒組成的三維多晶體材料微結(jié)構(gòu)的具體模型。在材料微觀組織結(jié)構(gòu)的“代表性體積單元”（RVE）技術(shù)上，利用材料微觀組織結(jié)構(gòu)仿真軟件ProDesign，構(gòu)造出三維多晶體材料微結(jié)構(gòu)幾何數(shù)據(jù)的形式。結(jié)合本課題組自主開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件AutoRVE，在ABAQUS有限元軟件中，建立

3、材料微結(jié)構(gòu)的“代表性體積單元”（RVE）的幾何模型，劃分出有限元計(jì)算網(wǎng)格，并生成包含三維多晶體材料微結(jié)構(gòu)的幾何信息及網(wǎng)格信息的Input文件。結(jié)合C程序語言和Python腳本語言的編譯對(duì)Input文件進(jìn)行處理，從而在DEFORM-3D中實(shí)現(xiàn)由海量晶粒組成的三維多晶體材料微結(jié)構(gòu)的模型可視化。 在成功引入三維多晶體材料微結(jié)構(gòu)模型后，分別進(jìn)行熱擠壓和熱軋制兩項(xiàng)工藝過程的熱力耦合模擬，分析討論了三維多晶體材料的力學(xué)響應(yīng)情況，演示出了三維